Litestar项目中WebSocket连接的本地状态管理

在Litestar框架中处理WebSocket连接时，开发者经常需要为每个独立的WebSocket连接维护特定的状态数据。本文深入探讨了在Litestar中如何正确实现WebSocket连接的本地状态管理。

问题背景

当开发者使用Litestar的WebSocketListener类处理多个WebSocket连接时，可能会遇到一个常见问题：如何为每个连接维护独立的状态数据。例如，为每个连接分配唯一的用户ID或跟踪连接特定的会话信息。

常见误区

许多开发者会尝试通过依赖注入State对象来维护连接状态，例如：

class Listener(WebsocketListener):
    def on_accept(self, socket: WebSocket, state: State):
        state.user_id = str(uuid.uuid4())  # 这是错误的做法

这种方法会导致所有连接共享同一个状态对象，因为State是应用级别的全局状态，而不是连接特定的。

正确实现方式

Litestar的WebSocket类继承自ASGIConnection，每个WebSocket实例都自带一个连接特定的state属性。正确做法是：

class Listener(WebsocketListener):
    path = "/ws"

    def on_accept(self, socket: WebSocket):
        # 为每个连接设置唯一的用户ID
        socket.state.user_id = str(uuid.uuid4())

    def on_receive(self, data: str):
        # 访问连接特定的状态
        return f"User {socket.state.user_id} received: {data}"

工作原理

每个WebSocket连接在建立时都会创建一个独立的scope对象，这个scope包含一个专门的状态字典。通过socket.state访问的正是这个连接特定的状态存储空间。

最佳实践

1. 初始化连接状态：在on_accept回调中初始化所有需要的状态变量
2. 状态清理：在on_disconnect中清理可能的内存占用
3. 类型安全：可以为连接状态定义类型提示
4. 状态验证：在访问状态前检查变量是否存在

测试验证

可以通过以下测试验证连接状态的独立性：

def test_websocket_state_independence(app: Litestar):
    client1 = TestClient(app)
    client2 = TestClient(app)

    with (
        client1.websocket_connect("/ws") as ws1,
        client2.websocket_connect("/ws") as ws2,
    ):
        response1 = ws1.receive_text()
        response2 = ws2.receive_text()
        
        # 确认两个连接有独立的状态
        assert response1 != response2

通过这种方式，开发者可以确保每个WebSocket连接都有自己独立的状态存储空间，避免了状态污染的问题。